(15) Considerando que o preço da produção do etanol
é de
1,75 é)\mathrm{R} $0,25$ por metro cúbico e que a queima dos dois compostos leva a produção de dióxido de carbono
gasoso e água
líquida.
a) Escreva as equações termoquímicas e calcule a entropia e a energia livre de Gibbs das duas queimas. (5 pontos)
b) Determine o composto energeticamente mais viável por mol. (5 pontos)
c) Determine o composto energeticamente mais viável por massa. (5 pontos)
a) Escreva as equações termoquímicas e calcule a entropia e a energia livre de Gibbs das duas queimas. (5 pontos)
b) Determine o composto energeticamente mais viável por mol. (5 pontos)
c) Determine o composto energeticamente mais viável por massa. (5 pontos)
Passo 1
O enunciado trata da combustão do etanol
e do metano
, gerando
e
. Precisamos:
. Escrever as equações termoquímicas balanceadas.
. Calcular
e
de combustão usando valores-padrão de entropia e entalpia.
. Comparar a “viabilidade energética” por mol e por massa, considerando os preços
por litro de etanol e
por metro cúbico de metano, bem como as densidades dadas.
Passo 2
As reações de combustão balanceadas são:
Usamos os valores-padrão (
K):
,
,
,
,
.
E as entalpias de combustão:
,
.
E as entalpias de combustão:
Passo 3
Calculamos
e
para o etanol:
Passo 4
Para o metano:
Passo 5
Para comparar viabilidade por mol, calculamos o custo por mol de cada combustível e depois a energia livre liberada por real investido:
Ethanol:
densidade .
Moles por litro:
.
Custo por mol:
.
Energia livre por real:
.
Ethanol:
densidade
Moles por litro:
Custo por mol:
Energia livre por real:
Metano:
densidade .
Moles por :
.
Custo por mol:
.
Energia livre por real:
.
densidade
Moles por
Custo por mol:
Energia livre por real:
Logo, por mol e custo, o metano entrega muito mais energia livre por real investido.
Passo 6
Para comparar por massa (energia livre por grama):
Ethanol:
.
Metano:
.
Ethanol:
Metano:
O metano também libera mais energia livre por unidade de massa.
Resposta
a)
b) O metano é mais viável por mol (entrega
contra
do etanol).
c) O metano é mais viável por massa ( vs.
).
c) O metano é mais viável por massa (